油脂相对密度检测方法精密度研究

胡斌 张黎利 梅寒 毛永荣 季一顺

摘要：相对密度是动植物油脂的特征物理参数。通过研究U形管振动法、比重瓶法、天平法和密度计法4种方法检测植物油相对密度的重复性限和再现性限，探讨油脂相对密度测定标准方法进行优化整合的可行性。通过对实验室内和实验室间的结果的数据统计分析，显示单个方法数据之间不存在显著性差异、实验数据一致、方法间无显著性差异。根据实验数据，按照统计方法预设的重复性限和再现性限均小于现行国家标准（GB/T 5526—1985）的精密度范围，可在此基础上开展油脂密度测定方法的整合。

关键词：油脂；密度；U形管振动法；比重瓶法；天平法；密度计法

中图分类号：TS227 文献标志码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230118

基金项目：2019年第二批推荐性国家标准计划（20191879-T-449）。

Study on precision of relative density measurement method for oil

Hu Bin， Zhang Lili， Mei Han， Mao Yongrong， Ji Yishun

（Anhui Grain and Oil Product Quality Supervision and Testing Station， Hefei， Anhui 230031）

Abstract： Relative density is a characteristic physical parameter of animal and vegetable oil. By studyed the repeatability limit and reproducibility limit of the relative density of vegetable oil measured by the U-tube vibration method， the pyknometer method， the balance method and the densitometer method， the feasibility of optimizing and integrating the standard methods for determining the relative density of vegetable oil was discussed. Through the statistical analysis of the results in and between laboratories， the four methods of relative density showed that there is no significant difference between the data of a single method， the experimental data are consistent， and there is no significant difference between the methods. According to the experimental data， the repeatability limit and reproducibility limit preset according to the statistical method is less than the precision range of the current national standard （GB/T 5526—1985）. On this basis， the integration of oil density determination methods can be carried out.

Key words： oil， density， U-tube vibration method， pycnometer method， balance method， densitometer method

相對密度作为动植物油脂的一个基本物理性质，是科学研究和油脂工业控制的重要参数[1-3]。根据测量原理，相对密度的测量方法可分为两大类：一是源于密度基本公式的直接测量法（如密度计法、密度瓶法、天平法）[4]；二是利用密度量与某些物理量关系的间接测量法（如谐振法、射线法、超声法）[5]。

我国GB/T 5526—1985《植物油脂检验 比重测定法》发布于1985年，其中采用的方法是天平法和比重瓶法。U形管振动法测定相对密度在相当多领域中已有应用[6-8]。

课题组在承担GB/T 5526—1985《植物油脂检验 比重测定法》标准修订工作的基础上，按《测量方法与结果的准确度（正确度与精密度） 第3部分：标准测量方法精密度》（GB/T 6379—2012）标准，对U形管振动法、液体比重天平法、比重瓶法和密度计法4种方法开展重复性和再现性的研究，以期在标准修订中进一步量化检测方法的重现性限和再现性限。

1 材料与方法

1.1 实验原料

油脂样品：市售。

1.2 仪器与设备

DMA4500M型数字密度计：奥地利安东帕公司；PZ-B-5型液体比重天平：上海良平仪器仪表有限公司；50 mL附温比重瓶（温度计分度值为0.1 ℃）：上海市崇明建设玻璃仪器厂有限公司；XP204型电子天平（感量0.000 1 g）：梅特勒-托利多公司。

1.3 实验方法

随机收集了15个市售不同品牌油脂样品，采用4种方法对每个样品分别进行6次重复测定。利用经检定校准的4种相对密度检测仪器，对15个油脂样品相对密度进行测定，并对测定结果进行统计分析。

1.4 实验原理

（1）U形管振动法原理：采用U形管振动法，将试样导入于一端固定的U形振动管（测量池），利用激发装置使U形振荡管以一定的特征频率振荡。其振动频率或振幅的变化可以反映一定体积的样品液体的质量或密度。该振荡频率二次方的大小与测量池中样品的密度呈线性关系。

（2）天平法原理：在20 ℃时，分别测定玻锤在水及试样中的浮力，由于玻锤所排开的水的体积与排开的试样的体积相同，即可计算出试样的相对密度，根据水的密度及玻锤在水中与试样中的浮力，即可计算出试样的相对密度。

（3）比重瓶法原理：分别测量一定温度下相同体积的试样和蒸馏水的质量，试样的质量和蒸馏水的质量之比即为相对密度。

（4）密度计法原理：用密度计分别测定在一定温度下试样和蒸馏水的密度值，试样的密度值和蒸馏水密度值的比值即为相对密度。

2 结果分析

2.1 重复性

本实验室内开展重复性研究，对同一样品采用同一方法平行测定6次，结果表明实测值最大绝对差值远远小于GB/T 5526—1985《植物油脂检验 比重测定法》、GB 5009.2—2016《食品安全国家标准 食品相对密度的测定》方法中双实验误差或重复性限的要求。分别计算4种方法不同品种样品检测数据的重复性标准偏差Sr和重复性限r（r =2.8×Sr）[9]，结果见表1～表4。

对本实验的平行实验结果进行Cochran检验，C值均小于临界值，结果显示各组数据为等精度，无可疑值。

采用4种相对密度检测方法对大豆油、菜籽油、油茶籽油、玉米油样品（各3份样品）开展6平行检测，并对结果进行F-检验和T-检验，结果见表5。各品种油脂3份样品4种方法数据之间不存在显著性差异、实验数据一致、方法间无显著性差异。

按照重复性限r設置每种检测方法的重复性限，结果见表6。

2.2 再现性

邀请13家检测机构开展实验室间验证工作，进行再现性研究。共发放一级玉米油、二级花生油、三级大豆油、一级菜籽油、二级菜籽油、三级菜籽油、四级菜籽油和棕榈油1、棕榈油2、棕榈油3共5个品种10个样品（其中不参与U形管振动法的单位发放一级玉米油、二级花生油、三级大豆油和四级菜籽油4个样品）。按GB/T 6379.2—2014《测量方法与结果的准确度 第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法》进行统计分析。

通过实验室间验证工作，对各实验室的结果进行统计分析，重复性结果落在预设重复性限内，见表7～表10。对各实验室结果进行Cochran检验，C值均小于临界值，结果显示各组数据为等精度，无可疑值。按照R=2.8 SR设置4种方法的再现性限，见表11。

3 结 论

通过4种方法的精密度研究，给定植物油相对密度检测的重复性限、再现性限。通过本文数据的统计分析，对比GB 5009.2—2016《食品安全国家标准 食品相对密度的测定》、GB/T 1884—2000《原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）》等方法中对相对密度检测结果精密度的要求，均大于预设的重复性限和再现性限。后续可在此基础上开展粮食行业油脂密度测定方法的整合，为市场主体和市场监督管理提供服务，为规范市场秩序提供技术支撑。

参 考 文 献

[1]刘新，俞晔，金俊，等.进口精炼棕榈液油密度差异对计重的影响[J].中国油脂，2014，39（7）：82-85.

[2]周盛敏，姜元荣.橄榄油掺伪检测研究进展[J].粮食科技与经济，2020，45（4）：93-96.

[3]骆倩.食用调和油质量现状及质量管理措施研究[J].粮食科技与经济，2014，39（4）：39-40+48.

[4]胡蓉，林卉，彭海亮.牛大力种子油的特性研究[J].粮食科技与经济，2019，44（2）：66-68.

[5]国家质量监督检验检疫总局.实验室振动式液体密度仪检定规程：JJG 1058—2010[S].北京：中国计量出版社，2010：1-6.

[6]张军，陈黎萍.U形振荡管密度仪在白酒酒精度检测中的应用[J].酿酒科技，2010（7）：59-60.

[7]雷渭萍.U型振动管法快速测定有机化工产品的密度[J].石化技术，2016，23（8）：52-53.

[8]周鸿刚，陆蓉.U形管振动法测定石油产品密度的应用[J].石油化工应用，2019，38（11）：115-118.

[9]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第6部分：准确度值的实际应用：GB/T 6379.6—2009[S].北京：中国标准出版社，2009：2-3.